【摘 要】
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近年来,无人机以其制造方便、使用灵活的特点,在物流配送领域迅速发展,在快速发展的背后,城市上空无人机承载能力问题逐渐成为关注的焦点。首先,经广泛调研,归纳得到城市物流无人机运行生命周期和各阶段飞行剖面,并以此为基础,通过建立数学模型研究空域运行容量;其次,研究了现阶段运行状态下无交叉航线容量和空域运行容量,并基于网络流模型,研究了含交叉点的航线网络容量;最后,基于冲突阈值建模,对未来不按既定航线、
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近年来,无人机以其制造方便、使用灵活的特点,在物流配送领域迅速发展,在快速发展的背后,城市上空无人机承载能力问题逐渐成为关注的焦点。首先,经广泛调研,归纳得到城市物流无人机运行生命周期和各阶段飞行剖面,并以此为基础,通过建立数学模型研究空域运行容量;其次,研究了现阶段运行状态下无交叉航线容量和空域运行容量,并基于网络流模型,研究了含交叉点的航线网络容量;最后,基于冲突阈值建模,对未来不按既定航线、自主飞行模式下的容量进行研究,具有一定的前瞻性和代表性。在现阶段运行状态下,通过分析物流无人机运行特点和工作流程,明确了单次运行所涉及的五个阶段和六个参与主体。根据飞行阶段的组成和无人机在不同高度下的状态,绘制了飞行剖面,并对航线结构、特点和使用方式进行分析。在沿航线飞行状态下,对现阶段无交叉航线独占和非独占两种状态的容量进行建模。对含交叉点的航线网络进行分析、制定约束条件和建模,求解网络流模型的最大流得到物流无人机空域运行容量,并对影响因素相关性进行分析,得到起降时间是限制容量的主要影响因素。相较于其他无人机空域容量评估方法,该方法更加贴近城市物流无人机的运行场景,结果更具有参考价值。在自主飞行状态下,基于冲突阈值对空域运行容量进行分析。通过建立无人机冲突模型判别冲突状态,以可接受的冲突为度量,运用仿真方法,对该状态下的空域运行容量进行评估,得到量化的物流无人机空域运行容量,并分析冲突阈值和冲突解脱能力对容量产生的影响。
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